Новая «Матрица». Как виртуальная реальность изменит привычный мир, поможет лечить болезни и создаст новую вселенную?

Люди перестали воевать в реальном мире. Проблемы красоты и восприятия себя забыты, потому что виртуальный аватар позволяет сделать свое тело и лицо такими, какими их видит сам человек. Работа, учеба, кинотеатры, концерты, спортивные и компьютерные игры, посещение врача и путешествия — для всего этого не нужно даже выходить из комнаты. Достаточно надеть VR-гарнитуру и отправиться по виртуальным делам. Благодаря технологиям виртуальной реальности, которые уже активно проникают во все сферы жизни, таким может стать уже недалекое будущее. Когда дорогая игрушка стала важнейшей частью производств, какие технологии виртуальной реальности используются уже сегодня и каким станет VR через несколько лет? «Лента.ру» рассказывает в рамках проекта «КиберРеальность».

Первому игроку приготовиться

«Телескопический телевизионный аппарат для индивидуального использования» — так американский кинематографист и изобретатель Мортон Хейлиг описал первый в мире шлем виртуальной реальности Telesphere, который он запатентовал в 1960 году. Внешне единственный в своем роде девайс был поразительно похож на те гарнитуры, которые выпускаются сегодня. Однако у Telesphere был заметный недостаток: он не умел отслеживать движения пользователя. Поэтому шлем можно было сравнить с надеваемым на голову телевизором. И пусть на рынке устройство ждал провал, оно оказало огромное влияние на будущее индустрии — не зря потомки окрестили его автора «отцом виртуальной реальности».

К компактному шлему Хейлиг пришел не сразу. За несколько лет до этого американец изобрел машину виртуальной реальности под названием «сенсорама» (Sensorama). Механическое устройство по форме и размерам напоминало аркадные игровые автоматы 80-х: в него были вмонтированы вентиляторы, акустическая система и даже излучатели запахов. Эффект присутствия обеспечивался за счет подвижного сиденья, которое тряслось в такт происходящему на экране. Все это помогало полностью погрузиться в контент. Первые испытатели могли в прямом смысле с ветерком прокатиться на мотоцикле по шоссе и почувствовать запах из выхлопной трубы. Новаторская технология впечатляла пользователей, но не инвесторов. Создание подходящих для этой машины виртуальной реальности 3D-фильмов было сложным и требовало немалых затрат. Бизнес в идею не поверил, поэтому сенсорама навсегда осталась лишь рабочим прототипом.

Коммерческий провал обоих проектов Хейлига не отпугнул людей, которые поверили в его идею. В 1968 году американский ученый-информатик, профессор Гарварда Айвен Сазерленд и его студент Боб Спроулл показали «Дамоклов меч» — первый полноценный VR-шлем, который подключался к компьютеру и отслеживал движения головы пользователя. Изобретение мало походило на современные шлемы: оно было настолько тяжелым, что его приходилось подвешивать к потолку — отсюда и возникло название.

Системой Сазерленда вскоре заинтересовались в государственных ведомствах США: НАСА и ЦРУ начали инвестировать в развитие VR-индустрии. В 1972 году General Electric на деньги военных построила один из первых авиасимуляторов. Тренажер выглядел как кабина с тремя экранами. Они имитировали окна самолета и обеспечивали 180-градусный обзор. Спустя пять лет американский художник Дэвид Эм по заказу НАСА создал интерактивную карту города Аспен, по которой пользователи могли перемещаться с помощью кнопок на клавиатуре. Прародительница Google Maps состояла из фотографий, сделанных из автомобиля, и компьютерной графики.

Через четыре года появились первые очки дополненной реальности. Устройство под названием EyeTap, которое придумал канадский ученый Стив Мэнн, не погружало пользователя в вымышленный мир, а добавляло штрихи поверх реального. Владелец очков мог увидеть графику или текст на фоне существующих объектов — людей, животных, домов. Это походило на то, как видел мир Терминатор из одноименного культового боевика. Правда, выглядели EyeTap так, будто их владелец собрался на войну с роботами. Технологии 80-х просто не позволяли вместить всю электронику в небольшое устройство: изобретение Мэнна занимало пол-лица и всю спину, так как подключалось к рюкзаку с компьютером, который пользователю приходилось носить с собой.

Разработки создателей первых VR-технологий нередко критиковали и высмеивали. Изобретение американского ученого Томаса Фернесса прозвали «шлемом Дарта Вейдера». Девайс действительно был огромного размера и странной формы. В то же время с его помощью пилот мог управлять самолетом с помощью жестов, речи и движений глаз.

Когда VR всерьез заинтересовались инвесторы, стало очевидно, что технология вскоре станет массовой. В этом отчасти помог известный американский ученый Джарон Ланье, которому приписывают авторство самого термина «виртуальная реальность». Позже энциклопедия Britannica включила его в список 300 крупнейших изобретателей в истории человечества, а на заре своей карьеры, в 1985 году, 25-летний разработчик вместе с коллегой Томасом Циммерманом основал компанию VPL Research. Американцы разработали довольно компактные для того времени очки с футуристичным названием EyePhone, а вместе с ними выпустили перчатки Data Glove — они умели отслеживать движения рук в цифровом пространстве. Проще говоря, люди видели движение своих рук в виртуальной реальности.

В 1990-е технологией VR заинтересовались разработчики видеоигр. Компания Virtuality Group придумала аркадные игровые автоматы с поддержкой VR, а SEGA выпустила первый VR-шлем. В 1995 году Nintendo представила консоль Virtual Boy, которая шла в комплекте с VR-очками. Однако все эти устройства не завоевали большой популярности: игр было мало, графика в них была плохой, а аксессуары стоили дорого.

К началу 2000-х интерес к виртуальной реальности у крупных IT-компаний и пользователей временно угас. Но всего через десять лет благодаря 18-летнему предпринимателю Палмеру Лаки в этой сфере произошла настоящая революция. Юноша был с детства одержим электроникой и компьютерными играми, обожал фантастические фильмы «Матрица» и «Газонокосильщик». Родители — продавец машин и домохозяйка — зарабатывали немного, поэтому Лаки приходилось оплачивать свое хобби самому. Подросток за небольшую плату ремонтировал iPhone и подрабатывал садовником. Деньги он тратил на компьютерное железо и старые VR-шлемы.

Существовавшие тогда на рынке модели не устраивали Лаки: шлемы были тяжелые и неудобные, с маленьким углом обзора и высокой задержкой сигнала. Поэтому в 16 лет школьник в отцовском гараже собрал собственную гарнитуру виртуальной реальности, прототип которой назвал PR1. Девайс удалось сильно облегчить за счет того, что он полагался на вычислительную мощность компьютера, к которому подключался по проводам.

Изобретение Лаки вызвало настоящий ажиотаж: сначала юноша собрал почти 2,5 миллиона долларов на Kickstarter, а через пару лет его компанию выкупил Facebook за два миллиарда долларов. Состояние 23-летнего Лаки Forbes тогда оценивал в 700 миллионов долларов.

С тех пор появилось еще несколько шлемов от других крупных производителей. В 2015 году HTC показала гарнитуру Vive, годом позже Sony выпустила фирменный шлем для консоли PlayStation. В 2019 году в VR-гонку включилась Valve со своим шлемом Index. В 2020 году объем рынка технологий виртуальной реальности достиг 15,8 миллиарда долларов. К 2028 году он может вырасти до 84,1 миллиарда долларов, считают авторы отчета Fortune Business Insights.

VR-очки без рецепта

В кабинет врача заглядывает школьница Соня: у нее ДЦП, поэтому идти ей помогает бабушка. Девочка садится на стул, надевает специальные перчатки с датчиками и VR-шлем. С этого момента она уже не в белорусской клинике, а в виртуальной реальности. Вокруг — лесной пейзаж. Перед Соней в воздухе висит огненный шар, который нужно взять в руку и забросить в ледяную лунку. В реальном мире девочка не смогла бы совершить такое движение из-за болезни, но в цифровом пространстве правила другие: руками можно вращать почти без ограничений.

«Пластичность мозга позволяет нам в некотором смысле обмануть природу, то есть получить новые ассоциативные связи, где другие участки мозга берут на себя поврежденную функцию. В этом помогает виртуальная реальность», — объясняет смысл использования VR главный врач Минского городского центра медицинской реабилитации детей с психоневрологическими заболеваниями Александр Яковлев.

Такие программы используют для того, чтобы помогать людям восстанавливаться после инсульта, черепно-мозговых травм и травм позвоночника. В виртуальной реальности процесс происходит эффективнее, ведь восстановление подвижности конечностей можно совместить с игрой или каким-нибудь приятным занятием — например, с поездкой на велосипеде. В России и за рубежом уже есть комплексы, которые помогают пациентам быстрее прийти в себя с помощью VR-шлема. Например, в клинике медицинской реабилитации Пироговского центра внедрили решение компании «Девирта-Делфи», которое помогает восстанавливать движения крупных суставов и мелкую моторику. Человеку надевают очки и просят его поплавать с дельфином — это часть упражнения, восстанавливающего двигательные функции.

Специальный VR-комплекс может ускорить реабилитацию пациентов после инсульта на 30 процентов, уверяют сотрудники Центра компетенций Национальной технологической инициативы на базе Дальневосточного федерального университета. Похожую систему для борьбы с последствиями инсульта используют и в университете Южной Каролины. Ученые считывают мозговые и мышечные сигналы пациента с помощью датчиков, а затем объединяют их в виртуальной реальности — человеку кажется, что он двигается в цифровом мире самостоятельно. По словам экспертов, такой подход улучшает восстановление функций конечностей.

Аэрофобия, боязнь насекомых, алкоголизм — даже эти проблемы можно будет решить с помощью виртуальной реальности. Например, тем, кто боится высоты, может пригодиться разработка итальянского стартапа PhobiaVR: чтобы побороть страх, человеку предлагают в виртуальной реальности пройти по натянутой над каньоном веревкой. Российский проект Rewire Education помогает бороться с аутизмом: разработчики придумали специальную VR-игру, помогающую развиваться детям с этим недугом.

Существуют исследования, которые доказывают, что VR помогает бороться даже с депрессией. В 2016 году британские и испанские ученые выдали добровольцам шлемы виртуальной реальности. Надевая гарнитуру, пациенты попадали в комнату, где видели своих плачущих цифровых двойников, которых нужно было успокоить. Через несколько минут ситуация менялась: двойники повторяли людям утешительные слова, которые им говорили раньше. После нескольких сеансов девять из пятнадцати добровольцев сообщили, что меньше страдают от депрессивных симптомов.

В будущем VR станет незаменимым инструментом в медицине, уверен основатель стартапа VR Cast Анатолий Горонеско. Его компания занимается прямой трансляцией крупных российских и мировых событий в формате 360 градусов. По словам Горонеско, лучшие специалисты всего мира будут использовать виртуальную реальность для совместной удаленной работы. Например, они смогут устраивать виртуальные консилиумы.

Петров, к виртуальной доске!

Студентка Ноттингемского университета Ребекка Кей как минимум раз в неделю надевает дома шлем виртуальной реальности и отправляется на созданный в виртуальной реальности остров под названием Nottopia. Вместе с ней на этом вымышленном клочке земли находятся около 50 аватаров ее однокурсников, студентов инженерных специальностей, которые слушают мини-лекции и участвуют в семинарах на тему моделирования и VR. Им не нужно носить маски или соблюдать социальную дистанцию — в виртуальности нет никакой пандемии.

Похожие занятия проходят и в других странах. Филиппинский университет Себу запустил несколько VR-курсов, которые можно посещать из дома. В России школьников постепенно готовят к погружению в виртуальную реальность с помощью проекта «Цифровая школа». По планам авторов инициативы, к 2024 году четверть образовательных учреждений страны будет использовать VR-шлемы. К концу 2021 года не менее 12 тысяч школьников в 25 регионах должны будут осваивать учебный материал с помощью VR. За это отвечает проект «Цифровая образовательная среда».

Почему обучение вообще переводят в VR? Как минимум потому, что эта технология позволяет погрузить человека в симуляцию какого-то процесса или явления: провести опасный эксперимент или подготовиться к чрезвычайной ситуации, говорит президент Modum Lab Дмитрий Кириллов. Его компания разрабатывает иммерсивные образовательные симуляции для производств и корпоративного обучения и создает обучающий AR/VR-контент для школьников.

В случае с обычным видео человек просто наблюдает за происходящим на экране монитора, а в случае с VR он попадает в эту ситуацию и проживает ее, говорит Кириллов. Например, в симуляторе пожара от компании DreamPort можно тренировать офисных сотрудников. Надев очки, человек попадет в копию своего кабинета, детально воссозданную в виртуальном мире. В какой-то момент испытуемый увидит дым, а затем услышит голос помощника. В это время на экране будут отображаться подсказки, как спасти себя и коллег.

Анатолий Горонеско называет VR незаменимым инструментом для создания образовательных симуляций и практикумов. Специалист отмечает, что подобные технологии решают основную проблему современных людей — нехватку времени.

В будущем классная система уступит место системе персонального образования, считает автор проекта цифровых двойников Viperson Роман Душкин. Он утверждает, что привычное взаимодействие педагог — ученик уйдет в прошлое: VR позволит подобрать учебную программу для детей, основываясь на их индивидуальных потребностях.

VR серьезно повлияет на сферу образования, но будет не единственным способом донести информацию до учеников, уверен президент Modum Lab Кириллов.

Независимые исследования подтверждают: обучение в виртуальной реальности сильно помогает усвоению материала. По данным исследования PwC за 2020 год, использовавшие VR-гарнитуру студенты сосредотачивались на теме в четыре раза лучше, чем те, кто посещал лекции онлайн.

Эффект погружения воздействует на базовые рефлексы человека, объясняет руководитель направления «Виртуальная и дополненная реальность, технологии геймификации» IT-кластера фонда «Сколково» Алексей Каленчук.

«Такое влияние в образовании напрямую воздействует на запоминаемость. Более того, VR-симуляции на 100 процентов держат внимание обучаемого, то есть он не может в процессе обучения отвлекаться на смартфон и иные раздражители», — объясняет специалист.

VR без ЧП

Вы наблюдаете со стороны за человеком, который пришел в магазин за покупками. Его день явно не задался: на работе проблемы, на банковской карте кончились деньги. Рядом кто-то разбил бутылку с алкоголем, но сотрудники супермаркета свалили вину на него. Вот почему он подходит к кассе в ужасном настроении.

Описанная выше ситуация — часть VR-курса для кассиров сети магазинов «Перекресток». Созданная российской компанией Modum Lab программа должна обучить сотрудника магазина эмпатии: увидев страдания незнакомого человека, в будущем кассир будет вежливее себя с ним вести. Есть и схожие программы, рассчитанные на консультанта торгового зала сети. Успешный пилот уже развернули в сотне региональных точек.

«Четыре месяца мы готовили виртуальную среду — трехмерную копию одного из магазинов, включая административные помещения и склад. 3D-дизайнеры создали модель по тысячам фотографий. Нужно было добиться максимальной достоверности, вплоть до выкладки товаров на стеллажах и детализации вывесок. Чем больше виртуальная среда похожа на настоящий магазин, тем эффективнее обучение: проще поверить в реалистичность происходящего и преодолеть психологический барьер, общаясь с ботом», — рассказывает президент Modum Lab Дмитрий Кириллов.

Подобная практика не нова: еще раньше американский Walmart закупил более 17 тысяч шлемов Strivr Oculus VR , чтобы обучать своих сотрудников. Программу подготовки прошли более миллиона человек по всей стране.

Если консультант отказывается пройти VR-обучение, он не рискует ничем, кроме будущей зарплаты, чего не скажешь о специалистах, чьи профессии связаны с риском для жизни других людей. Им особенно важно пройти полноценную подготовку. С недавних пор сделать это можно и в виртуальной реальности. В 2019 году «Росэлектроника», дочка «Ростеха», показала комплексный VR-тренажер, который можно настроить на обучение пожарных, саперов, сотрудников МЧС и летчиков. Это позволяет освоить навыки работы в экстремальных условиях без малейшего риска для здоровья.

О плюсах использования технологии виртуальной реальности в образовании говорит и Екатерина Филатова, президент Ассоциации дополненной и виртуальной реальности. По ее словам, VR позволяет человеку оказаться в таких местах, куда добраться в реальности сложно, дорого или опасно. При этом тренировки можно повторять столько раз, сколько нужно для отработки навыков. Например, когда VR-шлемы используют для тренинга персонала атомной станции, сотрудники могут побывать даже в тех отсеках, доступ в которые обычно ограничен.

Кроме того, с помощью виртуальных копий труднодоступных мест при обучении можно проиграть все возможные варианты развития событий, даже чрезвычайные ситуации. Еще один существенный плюс технологии — возможность быстро вносить в обучение корректировки, когда это необходимо.

Ставка на VR обоснована еще и экономически, продолжает руководитель направления IT-кластера «Сколково» Каленчук. Виртуальные симуляторы существенно экономят деньги. Проигрывать экстремальные сценарии в офлайне гораздо дороже: нужно потратиться на макеты оборудования, необходимые агрегаты, кабины спецтехники, найти подходящее помещение. В VR же достаточно все это нарисовать.

Мета-мета, пост-пост

«На прошлой неделе Алекс Кипман из Microsoft, создатель технологий Kinect и HoloLens, появился в моей гостиной, чтобы вручить мне (виртуальных) медуз и акул. Может показаться, что мне приснился странный сон, но это была встреча, которая стала возможной благодаря новой платформе Microsoft Mesh», — так начал свой репортаж журналист Том Уоррен, который одним из первых испробовал новый виртуальный сервис в марте 2021 года. Эта платформа помогает при удаленной работе: теперь люди с разных концов планеты могут работать совместно и почти осязаемо. Достаточно надеть VR-очки HoloLens — и можно увидеть аватары коллег и друзей, которые словно стоят рядом.

Mesh — это прототип так называемой метавселенной, о которой уже давно грезят футурологи и миллиардеры. Дубликат нашей реальности в цифровом мире не дает покоя не только Microsoft, но и Facebook. Еще в июле 2021 года основатель соцсети Марк Цукерберг анонсировал превращение его платформы в метавселенную. По планам миллиардера, пользователи смогут подключаться к ней с помощью AR/VR-гарнитур.

«Видение метавселенной охватывает всю индустрию, вы можете считать ее преемником мобильного интернета, воплощенном в интернете, где вместо того, чтобы просматривать контент, вы находитесь в нем. Вы ощущаете присутствие других людей, словно находитесь в других местах. Испытываете ощущения, которые недоступны с помощью двухмерных приложений или веб-страниц, — например, танцуете или занимаетесь фитнесом», — объяснял Цукерберг.

У корпорации есть платформы Portal и Oculus, которые позволяют «телепортировать» человека к его собеседникам, которые с помощью очков будут видеть в помещении его аватар. Правда, у технологии есть один существенный недостаток: перемещать аватар из одного виртуального пространство в другое пока нельзя. Сейчас Facebook работает над созданием «соединительной ткани», благодаря которой перемещение между пространствами станет таким же простым, как переход из одной комнаты в другую в реальной жизни.

Первым шагом к появлению метавселенной можно считать проект Horizon от Facebook. В августе соцсеть представила инструмент, позволяющий сотрудникам компании имитировать командные собрания в виртуальной реальности. Для входа в цифровое пространство нужен шлем Oculus Quest 2 и рабочий ноутбук. Так сотрудники смогут не терять связь с коллективом во время удаленной работы.

«Я думаю, что за метавселенными — будущее VR», — убежденно отвечает Кириллов на вопрос о потенциальном успехе концепции. Его поддерживают и другие эксперты.

Но для полноценного погружения в VR одного шлема недостаточно, и разработчики это понимают. Чтобы человек поверил в происходящее на экране, нужно задействовать больше человеческих чувств. Проблему осязания попробовали решить авторы стартапа Wireality. Исследователи из Университета Карнеги — Меллона создают перчатки, которые позволяют трогать предметы в цифровом мире. У пользователей создается впечатление, что они прикасаются к реальным вещам.

Российский специалист из университета ИТМО Константин Малышев пошел дальше. Он изобрел прототип устройства, которое передает запахи в виртуальную реальность. Пока набор ароматов ограничен, но в будущем их количество можно будет расширить.

Полная свобода

Еще несколько лет назад скептики не верили в VR сразу по нескольким причинам. Во-первых, гарнитуры были дорогими и не слишком удобными. В 2016 году пользователи отдавали по 600 долларов за Oculus Rift и получали проводной шлем, который можно было использовать в основном для игр или просмотра фильмов, но подходящего для этого контента было мало. Конкурент HTC Vive VR стоил на 200 долларов дороже.

Кроме того, пользователи первых гарнитур часто жаловались на недомогание: после пребывания в виртуальной реальности у одних кружилась голова, другие чувствовали тошноту, у третьих чесались и болели глаза. С таким набором негативных последствий о светлом виртуальном будущем можно было и не мечтать. Однако эксперты уверяют: все эти проблемы остались в прошлом.

От проводов уже отказываются, появляется новый стандарт автономных шлемов, которые могут работать без компьютера, говорит президент Modum Lab Кириллов. «Устройства дешевеют и становятся более доступными. Можно зайти в крупный магазин электроники и почти наверняка купить там VR-шлем, который будет стоить не дороже игровой приставки», — добавляет он.

В обозримом будущем VR-устройства будут похожи на обычные очки, у которых появится голосовое управление и способность показывать виртуальные объекты в реальной среде, считает президент Ассоциации дополненной и виртуальной реальности Екатерина Филатова. Скорее всего, у них будет возможность переходить в режим виртуальной реальности.

Неприятные ощущения при использовании VR-шлемов могут быть связаны и с программным обеспечением, подчеркивает Филатова. Если пользователя укачивает — значит, разработчик не учел особенности физиологии и поведения человека в виртуальном пространстве, недостаточно протестировал контент перед запуском. Впрочем, специалистка отмечает, что на VR-рынке в России и в мире достаточно много команд, которые создают качественный контент для виртуальной реальности.

В будущем VR-гарнитура будет выглядеть так, как в сериале «Черное зеркало», думает автор проекта цифровых двойников Роман Душкин. В одной из серий героям вживили чипы, которые позволяли записывать все происходящее перед глазами. Эксперт считает, что в конце концов человечество придет к подобным нейроинтерфейсам, которые позволят выходить в виртуальную или дополненную реальность без каких-либо шлемов.

«VR-гарнитуры будут изначально встроены в каждого человека на уровне нейроинтерфейса — с выводом информации прямо на зрительную кору, то есть минуя глазные нервы. Это идеальный вариант, но до этого еще достаточно долго. Может быть, лет 100, может, 50. Тут можно гадать сколько угодно. Но технологии развиваются настолько стремительно, что и через десять лет это может стать реальностью, — предрекает Душкин.